Un grupo de investigadores de la Universidad de Northwestern (Illinois, Estados Unidos) han conseguido determinar por primera vez la estructura atómica 3D de un complejo clave en los paramixovirus. Se trata de una familia de virus entre los que se encuentran las paperas, el sarampión, la parainfluenza humana y el virus sincitial respiratorio (VSR).
A través de la información obtenida otros investigadores pueden trabajar sobre esta con el objetivo de desarrollar medicamentos antivirales para estos virus, e incluso para el coronavirus. El motivo reside en que el coronavirus COVID-19 que está causando estragos en China tiene un funcionamiento muy similar a los paramixovirus.
Tal y como explica en la revista Proceedings of the Nacional Academy of Sciences el profesor Robert Lamb, de Biociencias Moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, este descubrimiento permite “eliminar algunas conjeturas del diseño de medicamentos”, ya que tradicionalmente “hay que desarrollar medicamentos al azar y esperar alcanzar un objetivo, pero no sucede con mucha frecuencia”.
Los investigadores han logrado encontrar la estructura única mediante la utilización de microscopia electrónica criogénica (cryo-EM). Se trata de una técnica que posibilita mirar dentro de las moléculas y determinar la forma 3D de sus proteínas.
El COVID-19 tiene un funcionamiento muy similar a los paramixovirus
Antes de la aparición de esta técnica se utilizaba la cristalografía de rayos X. El problema de esta técnica es que no permite capturar imágenes de alta resolución de esta enzima denominada polimerasa, responsable de ensamblar las moléculas de ADN.
El codirector del estudio y profesor asistente de Bioceiencias Moleculares en Weinberg, Yuan He, destaca en este sentido que “la cristalografía solo funciona para proteínas muy ordenadas y organizadas”, y “los complejos de virus polimerasa son demasiado grandes para cristalizar y no tienen uniformidad”.
Mediante el uso de la novedosa técnica se utiliza la explosión de una corriente de electrones aplicada a una muestra congelada de forma muy rápida. Después se toman muchas imágenes en 2D. Los investigadores capturaron cientos de miles de imágenes tomadas de una muestra de polimerasa del virus parainfluenza humana 5. Después se utilizaron algorimos computacionales que permitieron la reconstrucción 3D.
El resultado fue un glóbulo irregular formado por cuatro proteínas que contiene fósforo. Una estructura que contiene más de 2.000 aminoácidos y cinco proteínas de las que dos son completamente nuevas. Una de las sorpresas ha sido el descubrimiento de que este virus emplea la misma proteína para cambiar entre la replicación y la transcripción del genoma.